ماهیت، مکانیسم و ​​اهمیت بیولوژیکی میوز. عملکرد تولید مثل و اهمیت بیولوژیکی میوز

در طی تولید مثل جنسی، ارگانیسم دختر در نتیجه ادغام دو سلول زایا به وجود می آید. گامت ها) و رشد بعدی از یک تخمک بارور شده - زیگوت ها

سلول های جنسی والدین دارای یک مجموعه هاپلوئید هستند ( n) کروموزوم ها و در زیگوت، وقتی دو مجموعه از این قبیل با هم ترکیب می شوند، تعداد کروموزوم ها دیپلوئید می شود (2). n): هر جفت کروموزوم همولوگ شامل یک کروموزوم پدری و یک کروموزوم مادری است.

سلول های هاپلوئید از سلول های دیپلوئید در نتیجه یک تقسیم سلولی خاص - میوز تشکیل می شوند.

میوز - نوعی میتوز که در نتیجه آن سلول‌های سوماتیک دیپلوئید (2n) سلول‌های زایا استلز گامت های هاپلوئید را تشکیل داد (1n). در طی لقاح، هسته‌های گامت با هم ترکیب می‌شوند و مجموعه دیپلوئیدی کروموزوم‌ها بازسازی می‌شوند. بنابراین، میوز حفظ مجموعه ای ثابت از کروموزوم ها و مقدار DNA برای هر گونه را تضمین می کند.

میوز یک فرآیند پیوسته است که از دو بخش متوالی به نام‌های میوز I و میوز II تشکیل شده است. هر تقسیم به پروفاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز تقسیم می شود. در نتیجه میوز I، تعداد کروموزوم ها نصف می شود. تقسیم کاهش):در طول میوز II، سلول های هاپلوئید حفظ می شوند (تقسیم معادله).سلول هایی که وارد میوز می شوند حاوی اطلاعات ژنتیکی 2n2xp هستند (شکل 1).

در پروفاز I میوز، کروماتین به تدریج پیچ می خورد و کروموزوم ها را تشکیل می دهد. کروموزوم های همولوگ به یکدیگر نزدیک می شوند و ساختار مشترکی را تشکیل می دهند که از دو کروموزوم (دو ظرفیتی) و چهار کروماتید (تتراد) تشکیل شده است. تماس دو کروموزوم همولوگ در تمام طول را کنژوگاسیون می گویند. سپس، نیروهای دافعه بین کروموزوم‌های همولوگ ظاهر می‌شوند و کروموزوم‌ها ابتدا در ناحیه سانترومر از هم جدا می‌شوند و در ناحیه شانه به هم متصل می‌مانند و decussations (chiasmata) را تشکیل می‌دهند. واگرایی کروماتیدها به تدریج افزایش می یابد و بحث ها به سمت انتهای خود جابه جا می شوند. در فرآیند کونژوگه بین برخی از کروماتیدهای کروموزوم های همولوگ، تبادل مکان ها می تواند رخ دهد - عبور از آن، که منجر به ترکیب مجدد مواد ژنتیکی می شود. در پایان پروفاز، پوشش هسته و هسته حل می شود و دوک آکروماتین تشکیل می شود. محتوای ماده ژنتیکی ثابت می ماند (2n2хр).

در متافازدو ظرفیتی کروموزوم میوز I در صفحه استوایی سلول قرار دارند. در این لحظه مارپیچی شدن آنها به حداکثر می رسد. محتوای ماده ژنتیکی تغییر نمی کند (2n2xp).

در آنافازکروموزوم های همولوگ میوز I، متشکل از دو کروماتید، در نهایت از یکدیگر دور شده و به سمت قطب های سلول جدا می شوند. در نتیجه، تنها یکی از هر جفت کروموزوم همولوگ وارد سلول دختر می شود - تعداد کروموزوم ها نصف می شود (کاهش رخ می دهد). محتوای ماده ژنتیکی در هر قطب 1n2xp می شود.

در تلوفازتشکیل هسته ها و تقسیم سیتوپلاسم رخ می دهد - دو سلول دختر تشکیل می شود. سلول های دختر شامل مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید هستند، هر کروموزوم دارای دو کروماتید (1n2xp) است.

اینترکینزیس- فاصله کوتاهی بین تقسیمات میوز اول و دوم. در این زمان، تکثیر DNA اتفاق نمی افتد و دو سلول دختر به سرعت وارد میوز II می شوند و بر اساس نوع میتوز پیش می روند.

برنج. یکی نمودار میوز (یک جفت کروموزوم همولوگ نشان داده شده است). میوز I: 1، 2، 3. 4. 5 - پروفاز. 6 - متافاز; 7 - آنافاز; 8 - تلوفاز; 9 - اینترکینز. میوز II; 10 - متافاز؛ II - آنافاز؛ 12 - سلول های دختر.

در پروفازمیوز II، همان فرآیندهایی که در پروفاز میتوز رخ می دهد. در متافاز، کروموزوم ها در صفحه استوایی قرار دارند. هیچ تغییری در محتوای مواد ژنتیکی (1n2хр) وجود ندارد. در آنافاز میوز II، کروماتیدهای هر کروموزوم به سمت قطب های مخالف سلول حرکت می کنند و محتوای ماده ژنتیکی در هر قطب تبدیل به lnlxp می شود. در تلوفاز، 4 سلول هاپلوئید (lnlxp) تشکیل می شود.

بنابراین، در نتیجه میوز، 4 سلول با یک مجموعه کروموزوم هاپلوئید از یک سلول مادر دیپلوئید تشکیل می شود. علاوه بر این، در پروفاز میوز I، یک نوترکیب از مواد ژنتیکی (تقاطع) رخ می دهد، و در آنافاز I و II، خروج تصادفی کروموزوم ها و کروماتیدها به یک یا قطب دیگر رخ می دهد. این فرآیندها علت تنوع ترکیبی هستند.

اهمیت بیولوژیکی میوز:

1) مرحله اصلی گامتوژنز است.

2) انتقال اطلاعات ژنتیکی از ارگانیسم به ارگانیسم در طول تولید مثل جنسی را تضمین می کند.

3) سلول های دختر از نظر ژنتیکی با والدین و یکدیگر یکسان نیستند.

همچنین، اهمیت بیولوژیکی میوز در این واقعیت نهفته است که کاهش تعداد کروموزوم ها برای تشکیل سلول های زایا ضروری است، زیرا هسته های گامت در طول لقاح با هم ادغام می شوند. اگر این کاهش رخ نمی داد، در زیگوت (و بنابراین در تمام سلول های ارگانیسم دختر) دو برابر کروموزوم وجود داشت. با این حال، این با قانون ثبات تعداد کروموزوم ها در تضاد است. به دلیل میوز، سلول های زاینده هاپلوئید هستند و در طی لقاح در زیگوت، مجموعه دیپلوئیدی از کروموزوم ها بازسازی می شود (شکل 2 و 3).

برنج. 2. طرح گامتوژنز: - اسپرم زایی؛ ? - تخمک زایی

برنج. 3.طرحی که مکانیسم نگهداری مجموعه دیپلوئیدی از کروموزوم ها را در طی تولید مثل جنسی نشان می دهد.

میوز- این یک روش ویژه برای تقسیم سلولی است که در نتیجه کاهش (کاهش) تعداد کروموزوم ها به نصف وجود دارد. اولین بار توسط W. Flemming در سال 1882 در حیوانات و توسط E. Sgrasburger در سال 1888 در گیاهان توصیف شد. میوز باعث تولید اسپور و گامت می شود. در نتیجه کاهش مجموعه کروموزوم، هر اسپور و گامت هاپلوئید یک کروموزوم از هر جفت کروموزوم موجود در یک سلول دیپلوئید معین دریافت می کند. در روند بعدی لقاح (همجوشی گامت ها)، ارگانیسم نسل جدید دوباره مجموعه دیپلوئیدی از کروموزوم ها را دریافت می کند، یعنی. کاریوتیپ ارگانیسم های یک گونه معین در چندین نسل ثابت می ماند. بنابراین، مهمترین اهمیت میوز اطمینان از پایداری کاریوتیپ در تعدادی از نسل‌های موجودات یک گونه خاص در طول تولیدمثل جنسی است.

میوز شامل دو تقسیم می شود که به سرعت یکی پس از دیگری تقسیم می شوند. قبل از شروع میوز، هر کروموزوم تکثیر می شود (دوبرابر در دوره S اینترفاز). برای مدتی دو نسخه تشکیل شده آن توسط سانترومر به یکدیگر متصل می مانند. بنابراین، هر هسته ای که میوز در آن شروع می شود، دارای معادل چهار مجموعه کروموزوم همولوگ است (4c).

تقسيم دوم ميوز تقريباً بلافاصله پس از تقسيم اول انجام مي‌شود و سنتز DNA در فاصله بين آنها اتفاق نمي‌افتد (يعني در واقع بين تقسيم اول و دوم بين فازي وجود ندارد).

اولین تقسیم میوزی (کاهشی) منجر به تشکیل سلول‌های هاپلوئید (n) از سلول‌های دیپلوئید (2n) می‌شود. با شروع می شود پروفازمنکه در آن، مانند میتوز، بسته بندی مواد ارثی (مارپیچی شدن کروموزوم) انجام می شود. به طور همزمان، همگرایی کروموزوم های همولوگ (جفت) با بخش های یکسان آنها وجود دارد - صرف(رویدادی که در میتوز مشاهده نمی شود). در نتیجه کونژوگه، جفت های کروموزوم تشکیل می شوند - دو ظرفیتی. همانطور که در بالا ذکر شد، هر کروموزوم، که وارد میوز می شود، دارای محتوای دو برابری از مواد ارثی است و از دو کروماتید تشکیل شده است، بنابراین دو ظرفیتی از 4 رشته تشکیل شده است. هنگامی که کروموزوم ها در حالت مزدوج هستند، مارپیچی شدن بیشتر آنها ادامه می یابد. در این مورد، کروماتیدهای جداگانه کروموزوم های همولوگ در هم تنیده می شوند، یکدیگر را قطع می کنند. متعاقباً کروموزوم های همولوگ یکدیگر را تا حدودی دفع می کنند. در نتیجه، درهم تنیدگی های کروماتید می توانند شکسته شوند، و در نتیجه، در فرآیند اتحاد مجدد شکسته های کروماتید، کروموزوم های همولوگ بخش های مربوطه را مبادله می کنند. در نتیجه کروموزمی که از پدر به این ارگانیسم رسیده است شامل بخشی از کروموزوم مادر است و بالعکس. تلاقی کروموزوم های همولوگ، همراه با تبادل بخش های مربوطه بین کروماتیدهای آنها، نامیده می شود. عبور از روی. پس از عبور، کروموزوم های تغییر یافته بیشتر از هم جدا می شوند، یعنی با ترکیب متفاوتی از ژن ها. به عنوان یک فرآیند طبیعی، عبور از هر بار منجر به تبادل نواحی با اندازه های مختلف می شود و بنابراین بازترکیب کارآمد مواد کروموزوم در گامت ها را تضمین می کند.

اهمیت بیولوژیکی عبور از رویبسیار بزرگ است، زیرا نوترکیبی ژنتیکی به شما امکان می دهد ترکیبات جدیدی از ژن هایی را ایجاد کنید که قبلاً وجود نداشتند و بقای موجودات را در روند تکامل افزایش می دهد.

AT متافازمنتکمیل دوک شکافت رشته های آن به kinetochore کروموزوم ها متصل به دو ظرفیتی است. در نتیجه، رشته‌های مرتبط با کینتوکور کروموزوم‌های همولوگ، دو ظرفیتی را در صفحه استوایی دوک شکافت ایجاد می‌کنند.

AT آنافاز Iکروموزوم های همولوگ از یکدیگر جدا شده و به قطب های سلول واگرا می شوند. در این مورد، مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید به هر قطب می رود (هر کروموزوم از دو کروماتید تشکیل شده است).

AT تلوفاز Iدر قطب های دوک، یک مجموعه کروموزوم هاپلوئید منفرد جمع شده است که در آن هر نوع کروموزوم دیگر با یک جفت نمایش داده نمی شود، بلکه توسط یک کروموزوم متشکل از دو کروماتید نشان داده می شود. در مدت کوتاه تلوفاز I، پوشش هسته ای بازسازی می شود و پس از آن سلول مادر به دو سلول دختر تقسیم می شود.

بنابراین، تشکیل دو ظرفیتی در طول کونژوگه کروموزوم های همولوگ در پروفاز I میوز شرایطی را برای کاهش بعدی تعداد کروموزوم ها ایجاد می کند. تشکیل یک مجموعه هاپلوئید در گامت ها با واگرایی در آنافاز I نه کروماتیدها، مانند میتوز، بلکه کروموزوم های همولوگ که قبلاً به صورت دو ظرفیتی ترکیب شده بودند، تضمین می شود.

بعد از تلوفاز Iپس از تقسیم یک اینترفاز کوتاه انجام می شود که در آن DNA سنتز نمی شود و سلول ها به تقسیم بعدی می روند که مشابه میتوز طبیعی است. پروفازIIکوتاه. هسته و غشای هسته از بین می روند و کروموزوم ها کوتاه و ضخیم می شوند. سانتریول ها در صورت وجود به قطب های مخالف سلول حرکت می کنند، رشته های دوکی ظاهر می شوند. AT متافاز IIکروموزوم ها در صفحه استوایی در یک ردیف قرار می گیرند. AT آنافاز IIدر نتیجه حرکت رشته های دوک شکافت، تقسیم کروموزوم ها به کروماتیدها اتفاق می افتد، زیرا پیوندهای آنها در ناحیه سانترومر از بین می رود. هر کروماتید به یک کروموزوم مستقل تبدیل می شود. با کمک نخ های دوکی، کروموزوم ها به سمت قطب های سلول کشیده می شوند. تلوفاز IIبا ناپدید شدن رشته‌های دوک شکافت، جداسازی هسته‌ها و سیتوکینزیس مشخص می‌شود که با تشکیل چهار سلول هاپلوئید از دو سلول هاپلوئید به اوج خود می‌رسد. به طور کلی، پس از میوز (I و II)، 4 سلول با یک مجموعه کروموزوم هاپلوئید از یک سلول دیپلوئید تشکیل می شود.

تقسیم کاهشی در واقع مکانیزمی است که از افزایش مداوم تعداد کروموزوم ها در طول همجوشی گامت ها جلوگیری می کند؛ بدون آن، در طی تولید مثل جنسی، تعداد کروموزوم ها در هر نسل جدید دو برابر می شود. به عبارت دیگر، میوز تعداد مشخص و ثابتی از کروموزوم ها را حفظ می کنددر تمام نسل ها از هر نوع گیاه، حیوان و قارچ. یکی دیگر از اهمیت های مهم میوز اطمینان از تنوع شدید ترکیب ژنتیکی گامت ها در نتیجه تلاقی و در نتیجه ترکیب متفاوت کروموزوم های پدری و مادری در طول واگرایی مستقل آنها در آنافاز I میوز است که این امر تضمین کننده ظهور فرزندان متنوع و ناهمگن در هنگام تولید مثل جنسی موجودات.

میوز روش خاصی برای تقسیم سلولی است که منجر به کاهش (کاهش) تعداد کروموزوم ها به نصف می شود. با کمک میوز، هاگ ها و سلول های زایا - گامت ها تشکیل می شوند. در نتیجه کاهش مجموعه کروموزوم، هر اسپور و گامت هاپلوئید یک کروموزوم از هر جفت کروموزوم موجود در یک سلول دیپلوئید معین دریافت می کند. در روند بعدی لقاح (همجوشی گامت ها)، ارگانیسم نسل جدید دوباره مجموعه دیپلوئیدی از کروموزوم ها را دریافت می کند، یعنی. کاریوتیپ ارگانیسم های یک گونه معین در چندین نسل ثابت می ماند. بنابراین، مهمترین اهمیت میوز اطمینان از پایداری کاریوتیپ در تعدادی از نسل‌های موجودات یک گونه خاص در طول تولیدمثل جنسی است.

در پروفاز I میوز، هسته حل می شود، پوشش هسته ای متلاشی می شود و دوک شکافت شروع به تشکیل می کند. کروماتین با تشکیل کروموزوم های دو کروماتید (در یک سلول دیپلوئید - مجموعه ای از 2p4c) مارپیچی می شود. کروموزوم های همولوگ به صورت جفت به هم می رسند که به این فرآیند کونژوگاسیون کروموزوم می گویند. در حین کونژوگاسیون، کروماتیدهای کروموزوم های همولوگ در برخی مکان ها متقابل می شوند. بین برخی از کروماتیدهای کروموزوم های همولوگ، تبادل بخش های مربوطه می تواند رخ دهد - عبور از روی.

در متافاز I، جفت کروموزوم های همولوگ در صفحه استوایی سلول قرار دارند. در این مرحله، مارپیچی شدن کروموزوم ها به حداکثر می رسد.

در آنافاز I، کروموزوم‌های همولوگ (و نه کروماتیدهای خواهر، مانند میتوز) از یکدیگر دور می‌شوند و توسط رشته‌های دوکی به قطب‌های مخالف سلول کشیده می‌شوند. در نتیجه، از هر جفت کروموزوم همولوگ، تنها یکی وارد سلول دختر می شود. بنابراین، در پایان آنافاز I، مجموعه کروموزوم ها و کروماتیدها در هر قطب سلول تقسیم \ti2c است - قبلاً نصف شده است، اما کروموزوم ها هنوز دو کروماتید باقی می مانند.

در تلوفاز I، دوک شکافت از بین می رود، تشکیل دو هسته و تقسیم سیتوپلاسم رخ می دهد. دو سلول دختر حاوی مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید تشکیل می شوند که هر کروموزوم از دو کروماتید تشکیل شده است (\n2c).

فاصله بین میوز I و میوز II بسیار کوتاه است. Interphase II عملاً وجود ندارد. در این زمان تکثیر DNA اتفاق نمی افتد و دو سلول دختر به سرعت وارد تقسیم دوم میوز می شوند و بر اساس نوع میتوز پیش می روند.

در پروفاز II، فرآیندهای مشابه در پروفاز میتوز رخ می دهد: کروموزوم ها تشکیل می شوند، آنها به طور تصادفی در سیتوپلاسم سلول قرار می گیرند. دوک شروع به شکل گیری می کند.

در متافاز II، کروموزوم ها در صفحه استوایی قرار دارند.

در آنافاز II، کروماتیدهای خواهر هر کروموزوم جدا شده و به قطب های مخالف سلول حرکت می کنند. در پایان آنافاز II، مجموعه کروموزوم ها و کروماتیدها در هر قطب \ti\c است.

در تلوفاز II، چهار سلول هاپلوئید تشکیل می شود که هر کروموزوم از یک کروماتید (lnlc) تشکیل شده است.

بنابراین، میوز دو تقسیم متوالی هسته و سیتوپلاسم است که قبل از آن تکثیر فقط یک بار اتفاق می افتد. انرژی و مواد مورد نیاز برای هر دو بخش میوز در طول و در فاز I انباشته می شوند.

در پروفاز میوز I، کراس اور رخ می دهد که منجر به ترکیب مجدد مواد ارثی می شود. در آنافاز I، کروموزوم های همولوگ به طور تصادفی به قطب های مختلف سلول واگرا می شوند؛ در آنافاز II، همین اتفاق در مورد کروماتیدهای خواهر می افتد. همه این فرآیندها تغییرپذیری ترکیبی موجودات زنده را تعیین می کنند که بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت.

اهمیت بیولوژیکی میوز در حیوانات و انسان ها، میوز منجر به تشکیل سلول های زایای هاپلوئید - گامت ها می شود. در طی فرآیند بعدی لقاح (همجوشی گامت ها)، ارگانیسم نسل جدید مجموعه ای دیپلوئیدی از کروموزوم ها را دریافت می کند، به این معنی که کاریوتیپ ذاتی این نوع ارگانیسم را حفظ می کند. بنابراین، میوز از افزایش تعداد کروموزوم ها در هنگام تولید مثل جنسی جلوگیری می کند. بدون چنین مکانیزم تقسیم، مجموعه کروموزوم ها با هر نسل متوالی دو برابر می شوند.

در گیاهان، قارچ ها و برخی از پروتیست ها، هاگ ها توسط میوز تولید می شوند. فرآیندهایی که در طول میوز رخ می دهند به عنوان مبنایی برای تنوع ترکیبی ارگانیسم ها عمل می کنند.

به لطف میوز، تعداد مشخص و ثابتی از کروموزوم ها در همه نسل ها از هر نوع گیاه، حیوان و قارچ حفظ می شود. یکی دیگر از اهمیت های مهم میوز اطمینان از تنوع شدید ترکیب ژنتیکی گامت ها در نتیجه تلاقی و در نتیجه ترکیب متفاوت کروموزوم های پدری و مادری در طول واگرایی مستقل آنها در آنافاز I میوز است که این امر تضمین کننده ظهور فرزندان متنوع و ناهمگن در هنگام تولید مثل جنسی موجودات.

ماهیت میوز این است که هر سلول جنسی یک مجموعه کروموزوم هاپلوئید منفرد را دریافت می کند. با این حال، میوز مرحله ای است که طی آن ترکیبات جدیدی از ژن ها با ترکیب کروموزوم های مختلف مادری و پدری ایجاد می شود. ترکیب مجدد تمایلات ارثی، علاوه بر این، در نتیجه تبادل نواحی بین کروموزوم های همولوگ، که در میوز رخ می دهد، به وجود می آید. میوز شامل دو بخش متوالی است که یکی پس از دیگری عملاً بدون وقفه می آیند. همانند میتوز، در هر تقسیم میوز چهار مرحله وجود دارد: پروفاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز. تقسیم میوز دوم - ماهیت دوره بلوغ این است که در سلول های زایا با استفاده از تقسیم میوز مضاعف تعداد کروموزوم ها نصف و مقدار DNA به نصف می رسد. معنای بیولوژیکی دومین تقسیم میوز این است که مقدار DNA با مجموعه کروموزوم هماهنگ می شود. در نرها، هر چهار سلول هاپلوئیدی که در نتیجه میوز تشکیل شده اند، متعاقباً به گامت - اسپرم تبدیل می شوند. در ماده ها، به دلیل میوز ناهموار، تنها یک سلول یک تخمک زنده تولید می کند. سه سلول دختر دیگر بسیار کوچکتر هستند، آنها به اجسام کوچک جهت دار یا کاهشی تبدیل می شوند که به زودی می میرند. معنای بیولوژیکی تشکیل تنها یک تخمک و مرگ سه بدن جهت دار کامل (از نظر ژنتیکی) به دلیل نیاز به حفظ در یک سلول تمام مواد مغذی ذخیره برای رشد جنین آینده است.

نظریه سلولی

سلول واحد ابتدایی ساختار، عملکرد و رشد موجودات زنده است. اشکال غیر سلولی حیات وجود دارد - ویروس ها، اما آنها خواص خود را فقط در سلول های موجودات زنده نشان می دهند. اشکال سلولی به پروکاریوت ها و یوکاریوت ها تقسیم می شوند.

دهانه سلول متعلق به دانشمند انگلیسی R. Hooke است که با نگاه کردن به بخش نازکی از چوب پنبه زیر میکروسکوپ، ساختارهایی شبیه به لانه زنبوری را دید و آنها را سلول نامید. بعدها، موجودات تک سلولی توسط دانشمند هلندی آنتونی ون لیوونهوک مورد مطالعه قرار گرفتند. نظریه سلولی توسط دانشمندان آلمانی M. Schleiden و T. Schwann در سال 1839 فرموله شد. نظریه سلولی مدرن به طور قابل توجهی توسط R. Birzhev و دیگران تکمیل شده است.

مفاد اصلی نظریه سلولی مدرن:

سلول - واحد اصلی ساختار، عملکرد و توسعه همه موجودات زنده، کوچکترین واحد موجود زنده، قادر به تولید مثل، خود تنظیمی و خود نوسازی.

سلول های همه موجودات تک سلولی و چند سلولی از نظر ساختار، ترکیب شیمیایی، تظاهرات اساسی فعالیت حیاتی و متابولیسم مشابه (همسانی) هستند.

تولید مثل سلول با تقسیم اتفاق می افتد، هر سلول جدید در نتیجه تقسیم سلول اصلی (مادر) تشکیل می شود.

در موجودات پیچیده چند سلولی، سلول ها در عملکردهایی که انجام می دهند و بافت ها را تشکیل می دهند تخصص دارند. بافت‌ها از اندام‌هایی تشکیل شده‌اند که از نزدیک به هم مرتبط هستند و تحت تنظیم عصبی و هومورال قرار دارند.

این مقررات وحدت منشأ همه موجودات زنده، وحدت کل جهان ارگانیک را ثابت می کند. به لطف تئوری سلولی، مشخص شد که سلول مهمترین جزء همه موجودات زنده است.

سلول کوچکترین واحد یک موجود زنده، مرز تقسیم پذیری آن است که دارای حیات و تمام ویژگی های اصلی یک موجود زنده است. به عنوان یک سیستم زنده اولیه، زیربنای ساختار و توسعه همه موجودات زنده است. در سطح سلولی، ویژگی های زندگی مانند توانایی تبادل مواد و انرژی، خودتنظیمی، تولید مثل، رشد و تکامل و تحریک پذیری آشکار می شود.

50. الگوهای وراثت توسط جی. مندل .

الگوهای وراثت در سال 1865 توسط گریگوری مندل تدوین شد. او در آزمایشات خود، انواع مختلف نخود را تلاقی کرد.

قانون اول و دوم مندل بر اساس تلاقی های تک هیبریدی است و سومین - بر روی دی و چند هیبریدی. یک متقاطع تک هیبریدی از یک جفت صفت جایگزین استفاده می کند، یک تلاقی دو هیبریدی از دو جفت و یک متقاطع چند هیبریدی از بیش از دو صفت استفاده می کند. موفقیت مندل به دلیل ویژگی های روش هیبریدولوژیکی کاربردی است:

تجزیه و تحلیل با عبور از خطوط خالص آغاز می شود: افراد هموزیگوت.

نشانه های جایگزین جداگانه جداگانه تجزیه و تحلیل می شوند.

حسابداری کمی دقیق فرزندان با ترکیبات مختلف صفات

وراثت صفات مورد تجزیه و تحلیل را می توان در چند نسل ردیابی کرد.

قانون اول مندل: "قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول"

هنگام تلاقی افراد هموزیگوت که توسط یک جفت صفت جایگزین تجزیه و تحلیل شدند، هیبریدهای نسل اول فقط صفات غالب را نشان می دهند و یکنواختی در فنوتیپ و ژنوتیپ مشاهده می شود.

مندل در آزمایشات خود خطوط خالص گیاهان نخود را با دانه های زرد (AA) و سبز (aa) تلاقی داد. معلوم شد که همه فرزندان در نسل اول از نظر ژنوتیپ (هتروزیگوت) و فنوتیپ (زرد) یکسان هستند.

قانون دوم مندل: "قانون شکاف"

هنگام تلاقی هیبریدهای هتروزیگوت نسل اول، که توسط یک جفت صفت جایگزین تجزیه و تحلیل می شود، هیبریدهای نسل دوم بر اساس فنوتیپ 3:1 و بر اساس ژنوتیپ 1:2:1 تقسیم می شوند.

مندل در آزمایشات خود هیبریدهای به دست آمده در آزمایش اول (Aa) را با یکدیگر تلاقی داد. معلوم شد که در نسل دوم، صفت مغلوب سرکوب شده دوباره ظاهر شد. داده های این آزمایش گواه بر تقسیم صفت مغلوب است: از بین نمی رود، اما دوباره در نسل بعدی ظاهر می شود.

قانون سوم مندل: "قانون ترکیب مستقل ویژگی ها"

هنگام عبور از ارگانیسم های هموزیگوت تجزیه و تحلیل شده برای دو یا چند جفت صفت جایگزین، در هیبریدهای نسل 3 آن (به دست آمده از تلاقی هیبریدهای نسل 2)، ترکیب مستقلی از صفات و ژن های مربوط به آنها از جفت های آللی مختلف مشاهده می شود.

برای مطالعه الگوهای وراثت گیاهانی که در یک جفت صفت جایگزین متفاوت بودند، مندل از تلاقی تک هیبریدی استفاده کرد. او سپس به آزمایش‌هایی روی گیاهان متقابل پرداخت که در دو جفت صفت جایگزین متفاوت بودند: تلاقی دو هیبریدی، جایی که از گیاهان نخودی هموزیگوت استفاده کرد که از نظر رنگ و شکل دانه متفاوت بودند. در نتیجه تلاقی صاف (B) و زرد (A) با (b) چروکیده و سبز (a) در نسل اول همه گیاهان دارای دانه های صاف زرد بودند. بنابراین، اگر افراد والدین هموزیگوت باشند، قانون یکنواختی نسل اول نه تنها در مونو، بلکه در تقاطع چند هیبریدی نیز ظاهر می شود.

در طی لقاح، به دلیل ادغام انواع مختلف گامت، یک زیگوت دیپلوئیدی تشکیل می شود. بنت، ژنتیک شناس انگلیسی، برای تسهیل محاسبه گزینه های ترکیبی آنها، رکوردی را به شکل شبکه پیشنهاد کرد - جدولی با تعداد ردیف ها و ستون ها با توجه به تعداد انواع گامت هایی که با عبور از افراد تشکیل می شوند. تجزیه و تحلیل متقاطع

از آنجایی که افراد دارای یک صفت غالب در فنوتیپ ممکن است ژنوتیپ متفاوتی داشته باشند (Aa و AA)، مندل پیشنهاد کرد که این ارگانیسم را با هموزیگوت مغلوب تلاقی کند.

من الان نزدیک به سه سال است که وبلاگ نویسی می کنم. معلم خصوصی زیست شناسی. برخی از موضوعات مورد توجه خاص هستند و نظرات در مورد مقالات به طرز باورنکردنی "نفخ" می شوند. من درک می کنم که خواندن چنین "پاپوش های" طولانی به مرور زمان بسیار ناخوشایند می شود.
از این رو تصمیم گرفتم برخی از سوالات خوانندگان و پاسخ های خود به آنها را که شاید برای خیلی ها جالب باشد در یک بخش وبلاگ جداگانه قرار دهم که آن را "از دیالوگ های موجود در نظرات" نام نهادم.

موضوع این مقاله چه چیز جالبی است؟ پس از همه، واضح است که اهمیت بیولوژیکی اصلی میوز : اطمینان از ثبات تعداد کروموزوم ها در سلول ها از نسلی به نسل دیگر در طول تولید مثل جنسی.

علاوه بر این، ما نباید فراموش کنیم که در موجودات حیوانی در اندام های تخصصی (گنادها) از سلول های سوماتیک دیپلوئید (2n) میوز تشکیل می شودگامت سلول های جنسی هاپلوئید (n).

ما همچنین به یاد داریم که همه گیاهان با آنها زندگی می کنند : اسپوروفیت که اسپور تولید می کند و گامتوفیت که گامت تولید می کند. میوز در گیاهاندر مرحله بلوغ هاگ هاپلوئید (n) ادامه می یابد. یک گامتوفیت از هاگ ها تشکیل می شود که همه سلول های آن هاپلوئید (n) هستند. بنابراین، در گامتوفیت ها، میتوزها گامت سلول های زایای نر و ماده هاپلوئید (n) را تشکیل می دهند.

حالا بیایید ببینیم مواد نظرات مقاله چه تست هایی برای امتحان در مورد موضوع است در مورد اهمیت بیولوژیکی میوز.

سوتلانا(مدرس زیست شناسی). عصر بخیر، بوریس فاگیموویچ!

من 2 مزایای استفاده از Kalinov G.S. و این چیزی است که من پیدا کردم.

1 سوال


2. تشکیل سلول هایی با تعداد دو برابر کروموزوم.
3. تشکیل سلول های هاپلوئید.
4. نوترکیبی از بخش های کروموزوم های غیر همولوگ.
5. ترکیبات جدید ژن ها.
6. ظهور تعداد بیشتری از سلول های جسمی.
پاسخ رسمی 3،4،5 است.

سوال 2 مشابه است، اما!
اهمیت بیولوژیکی میوز عبارت است از:
1. ظهور یک توالی نوکلئوتیدی جدید.
2. تشکیل سلول هایی با مجموعه ای از کروموزوم های دیپلوئیدی.
3. تشکیل سلول هایی با مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید.
4. تشکیل یک مولکول DNA حلقوی.
5. ظهور ترکیبات جدید از ژن ها.
6. افزایش تعداد لایه های جوانه.
پاسخ رسمی 1،3،5 است.

آنچه بیرون می آید : در سوال 1 پاسخ 1 رد می شود اما در سوال 2 صحیح است؟ اما 1 به احتمال زیاد پاسخ به این سوال است که چه چیزی فرآیند جهش را فراهم می کند. اگر - 4، پس، در اصل، این نیز می تواند صحیح باشد، زیرا علاوه بر کروموزوم های همولوگ، کروموزوم های غیر همولوگ نیز می توانند دوباره ترکیب شوند؟ من بیشتر به پاسخ های 1،3،5 تمایل دارم.

سلام سوتلانا!یک علم زیست شناسی وجود دارد که در کتاب های درسی دبیرستان آمده است. رشته زیست شناسی وجود دارد که (تا حد امکان در دسترس) در کتاب های درسی مدرسه آمده است. دسترس‌پذیری (و در واقع رواج علم) اغلب منجر به انواع نادرستی‌هایی می‌شود که کتاب‌های درسی مدارس با آن «گناه» می‌کنند (حتی 12 بار با همان اشتباهات تجدید چاپ شده‌اند).

سوتلانا، در مورد وظایف تستی که قبلاً توسط ده ها هزار نفر "ترکیب" شده اند، چه می توانیم بگوییم (البته اشتباهات آشکار در آنها وجود دارد و انواع نادرستی های مرتبط با تفسیر مضاعف از سؤالات و پاسخ ها).

بله، درست می گویید، وقتی یک پاسخ یکسان در تکالیف مختلف، حتی توسط یک نویسنده، توسط او درست و نادرست ارزیابی شود، به پوچی محض می رسد. و چنین، به بیان ملایم، "آشفتگی"، بسیار، بسیار زیاد.

ما به دانش‌آموزان آموزش می‌دهیم که پیوند کروموزوم‌های همولوگ در پروفاز 1 میوز می‌تواند منجر به عبور از آن شود. عبور از روی تنوع ترکیبی را فراهم می کند - ظهور ترکیب جدیدی از ژن ها یا همان "توالی جدید نوکلئوتیدها". در آن همچنین یکی از معانی بیولوژیکی میوز است، بنابراین پاسخ 1 غیرقابل انکار صحیح است.

اما در صحت جواب 4 به حساب بازترکیب مقاطع کروموزوم های غیر همسان می بینم یک "فتنه" عظیم در تدوین چنین آزمونی به طور کلی.در طول میوز، کروموزوم های همسان به طور معمول کونژوگه می شوند (این ماهیت میوز است، این اهمیت بیولوژیکی آن است). اما جهش‌های کروموزومی وجود دارند که به دلیل خطاهای میوزی در زمانی که کروموزوم‌های غیر همولوگ مزدوج می‌شوند، رخ می‌دهند. در اینجا در پاسخ به این سوال: "چگونه جهش های کروموزومی ایجاد می شوند" - این پاسخ صحیح خواهد بود.

گاهی اوقات کامپایلرها ظاهراً ذره «نه» را قبل از کلمه «همسان» «نمی‌بینند»، زیرا به آزمایش‌های دیگری نیز برخوردم که در آنها، وقتی در مورد اهمیت بیولوژیکی میوز از من پرسیده شد، مجبور شدم این پاسخ را به عنوان پاسخ صحیح انتخاب کنم. البته متقاضیان باید بدانند که پاسخ های صحیح در اینجا 1،3،5 می باشد.

همانطور که می بینید، این دو تست نیز بد هستند زیرا به طور کلی هیچ پاسخ صحیح اصلی ارائه نشده استبه سوال در مورد اهمیت بیولوژیکی میوز، و پاسخ های 1 و 5 در واقع یکسان هستند.

بله، سوتلانا، اینها "اشتباهاتی" هستند که فارغ التحصیلان و متقاضیان در هنگام قبولی در امتحان در امتحانات پرداخت می کنند. بنابراین، نکته اصلی این است، حتی برای قبولی در امتحان، به دانش آموزان خود بیشتر از کتاب های درسی آموزش دهیدو نه در تست ها کتاب های درسی دانش جامعی را ارائه می دهند. فقط چنین دانشی به دانش آموزان کمک می کند تا به هر یک از آنها پاسخ دهند به درستی تشکیل شده استتست ها

**************************************************************

چه کسی در مورد مقاله سوال خواهد داشت معلم زیست شناسی از طریق اسکایپ، در نظرات تماس بگیرید.

اهمیت بیولوژیکی میوز:

ویژگی های سلول های زایای حیوانی

گامت ها - سلول های بسیار تمایز یافته آنها برای تولید مثل موجودات زنده طراحی شده اند.

تفاوت های اصلی بین گامت ها و سلول های سوماتیک:

1. سلول های جنسی بالغ دارای مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید هستند. سلول های سوماتیک دیپلوئید هستند. به عنوان مثال، سلول های جسمی انسان حاوی 46 کروموزوم است. گامت های بالغ دارای 23 کروموزوم هستند.

2. در سلول های زایا نسبت هسته به سیتوپلاسمی تغییر کرده است. در گامت های ماده، حجم سیتوپلاسم چندین برابر حجم هسته است. در سلول های نر الگوی معکوس وجود دارد.

3. گامت ها متابولیسم خاصی دارند. در سلول‌های زایای بالغ، فرآیند جذب و تجزیه کند است.

4. گامت ها با یکدیگر متفاوت هستند و این تفاوت ها به دلیل مکانیسم های میوز است.

گامتوژنز

اسپرم زایی- رشد سلول های زایای مردانه سلول های دیپلوئید لوله های پیچ خورده بیضه ها به اسپرم هاپلوئید تبدیل می شوند (شکل 1). اسپرماتوژنز شامل 4 دوره است: تولید مثل، رشد، بلوغ، تشکیل.

1. تولید مثل . ماده اولیه برای رشد اسپرم است اسپرماتوگونی سلول های گرد با یک هسته بزرگ و به خوبی رنگ آمیزی شده است. شامل مجموعه ای دیپلوئیدی از کروموزوم ها است. اسپرماتوگونی ها با تقسیم میتوزی به سرعت تکثیر می شوند.

2. رشد . شکل اسپرماتوگونی اسپرماتوسیت های درجه اول

3. رسیدن. دو تقسیم میوز در منطقه بلوغ رخ می دهد. سلول های پس از اولین تقسیم بلوغ نامیده می شوند اسپرماتوسیت های مرتبه دوم . سپس بخش دوم بلوغ می آید. تعداد دیپلوئید کروموزوم ها به هاپلوئید کاهش می یابد. تشکیل شده توسط 2 اسپرماتید . بنابراین، 4 اسپرماتید هاپلوئید از یک اسپرماتوسیت دیپلوئید مرتبه اول تشکیل می شود.

4. شکل دادن. اسپرماتیدها به تدریج تبدیل می شوند اسپرم بالغ . در مردان، انتشار اسپرم در حفره لوله های اسپرم ساز پس از شروع بلوغ آغاز می شود. تا زمانی که فعالیت غدد جنسی متوقف شود ادامه می یابد.

تخم زایی- توسعه سلول های زایای زنانه سلول های تخمدان - اووگونیا به تخمک تبدیل می شود (شکل 2).

تخم‌زایی شامل سه دوره تولید مثل، رشد و بلوغ است.

1. تولید مثلاوگوگونیا، مانند اسپرماتوگونیا، توسط میتوز ایجاد می شود.

2. رشد . در طول رشد، اووگونیا به تخمک های مرتبه اول تبدیل می شود.

برنج. 2. اسپرماتوژنز و اووژنز (طرحها).

3. رسیدن. مانند اسپرماتوژنز، دو بخش میوزی به دنبال یکدیگر می آیند. پس از اولین تقسیم، دو سلول با اندازه های متفاوت تشکیل می شود. یکی بزرگ - تخمک مرتبه دومو کوچکتر - اولین جسم جهت دار (قطبی).در نتیجه تقسیم دوم، دو سلول با اندازه نابرابر نیز از یک تخمک مرتبه دوم تشکیل می شود. بزرگ - سلول تخمک بالغو کوچک - بدنه راهنمای دومبنابراین، چهار سلول هاپلوئید از یک تخمک دیپلوئید مرتبه اول تشکیل می شود. یک تخم مرغ بالغ و سه بدن قطبی. این فرآیند در لوله فالوپ انجام می شود.

میوز

میوز - فرآیند بیولوژیکی در طول بلوغ سلول های زایا. میوز شامل می شود اولینو تقسیم میوز دوم .

اولین تقسیم میوز (کاهش). تقسیم اول قبل از اینترفاز است. جایی که سنتز DNA انجام می شود. با این حال، پروفاز I تقسیم میوز با پروفاز میتوز متفاوت است. از پنج مرحله تشکیل شده است: لپتوتن، زیگوتن، پاکیتن، دیپلوتن و دیاکینزیس.

در لپتونم، هسته بزرگ می شود و کروموزوم های مارپیچی ضعیف رشته ای در آن آشکار می شوند.

در زیگونم، یک اتحاد جفتی از کروموزوم های همولوگ رخ می دهد، که در آن سانترومرها و بازوها دقیقاً به یکدیگر نزدیک می شوند (پدیده صرف).

در پاچینما، مارپیچی شدن پیشرونده کروموزوم ها اتفاق می افتد و آنها به صورت جفت - دو ظرفیتی ترکیب می شوند. در کروموزوم ها، کروماتیدها شناسایی می شوند و در نتیجه تترادها تشکیل می شوند. در این مورد، تبادل بخش های کروموزوم رخ می دهد - عبور از آن.

Diplonema - آغاز دفع کروموزوم های همولوگ. واگرایی در ناحیه سانترومر شروع می شود، با این حال، در مکان های عبور، اتصال حفظ می شود.

در دیاکینزیس، واگرایی بیشتری از کروموزوم ها وجود دارد، که با این وجود، هنوز به صورت دو ظرفیتی توسط بخش های انتهایی خود به هم متصل می مانند. در نتیجه، چهره های حلقه مشخص ظاهر می شوند. غشای هسته ای حل می شود.

AT آنافاز Iدر قطب های سلول کروموزوم های همولوگ از هر جفت واگرایی وجود دارد و نه کروماتیدها. این تفاوت اساسی با مرحله مشابه میتوز است.

تلوفاز I.تشکیل دو سلول با مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید وجود دارد (به عنوان مثال، در انسان - 23 کروموزوم). با این حال، مقدار DNA برابر با مجموعه دیپلوئید نگه داشته می شود.

تقسیم میوز دوم (استوایی). ابتدا یک اینترفاز کوتاه می آید. فاقد سنتز DNA است. به دنبال آن پروفاز II و متافاز II می آید. در آنافاز II، کروموزوم های همولوگ از هم جدا نمی شوند، بلکه فقط کروماتیدهای آنها از هم جدا می شوند. بنابراین سلول های دختری هاپلوئید باقی می مانند. DNA در گامت ها نصف سلول های سوماتیک است.

اهمیت بیولوژیکی میوز: